Устройство для обнаружения дефектов изоляции подземных трубопроводов

 

Использование: в области измерительной техники для оценки изоляционного покрытия подземных трубопроводов и бесконтактного контроля работы станций катодной защиты. Сущность изобретения: устройство состоит из четырех индукционных катушек 1-4, четырех усилителей напряжения 5-8, четырех полосовых фильтров 9-12, мультиплексора 13, регулируемого усилителя 14, амплитудного детектора 15, аналого-цифрового преобразователя 16, компьютера 17 и дисплея 18. В реальном масштабе времени с заданной точностью определяется градиент тока катодной защиты трубопровода, являющийся индикаторным параметром для оценки изоляционного покрытия подземных трубопроводов. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s G 01 V 3/11

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СО

О

О Ъ ) Э (21) 4930124/25 (22) 23,04,91 (46) 07.03:93. Бюл. № 9 (71) Физико-механический институт им, Г,B.Êàðïåíêo (72) П.П.Драбич и B.Ñ,Öûáóëüñêèé (56) Авторское свидетельство СССР № 1471138, кл. G 01 R 33/02, 1989.

Патент Великобритании

¹ 2119094, кл, G 01 V 3/11, 1983, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ

ДЕФЕКТОВ ИЗОЛЯЦИИ ПОДЗЕМНЫХ

ТРУБОПРОВОДОВ (57) Использование: в области измерительной техники для оценки изоляционного по„„Я3 „„1800422 А1 крытия подземных трубопроводов и бесконтактного контроля работы станций катодной защиты, Сущность изобретения: устройство состоит из четырех индукционных катушек 1 — 4, четырех усилителей напряжения 5 — 8, четырех полосовых фильтров

9 — 12, мультиплексора 13, регулируемого усилителя 14, амплитудного детектора 15, аналого-цифрового преобразователя 16, компьютера 17 и дисплея 18. B реальном масштабе времени с заданной точностью определяется градиент тока катодной защиты трубопровода, являющийся индикаторным параметром для оценки изоляционного покрытия подземных трубопроводов. 1 з.п,ф-лы, 2 ил.

1800422

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для оценки изоляционного покрытия подземных трубопроводов и бесконтактного контроля работы станций катодной защиты.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение конструкции.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство для обнаружения дефектов изоляции подземных трубопроводов состоит из четырех индукционных катушек 1 — 4, четырех усилителей напряжения 5 — 8, четырех полосовых фильтров 9 — 12, мультиплексора 13, регулируемого усилителя 14, амплитудного детектора 15, аналого-цифрового преобразователя 16, микрокомпьютера 17 и дисплея 18. Амплитудный детектор

15 содержит информационный вход 19 и обнуляющий вход 22, синхронизирующий выход 20 и информационный выход 21, а также дифференциальный усилитель 23, диод 24, конденсатор 25, дифференцирующий элемент 26, электронный ключ 27, разрядный резистор 28 и одновибратор 29.

Четыре индукционные катушки 1 — 4 через четыре-последовательно соединенные усилители напряжения 5 — 8 и полосовые фильтры 9 — 12 подсоединены ко входам мультиплексора 13, выход которого объединен с входом регулируемого усилителя 14, К выходу регулируемого усилителя 14 присоединен информационный вход 19 амплитудного детектора 15, к синхронизирующему выходу 20 и информационному выходу 21 которого подключены соответственно вход запуска и информационный вход аналогоцифрового преобразователя 16. Информационные выходы аналого-цифрового преобразователя 16, включающие выход сигнала конца преобразования объединены с входами микрокомпьютера 17. К выходу сигнала конца преобразования подключен также вход обнуления амплитудного детектора 15, К выходам микрокомпьютера 18 подсоединены входы управления мультиплексора 13 и регулируемого усилителя 14 и вход дисплея 19. Первый вход дифференциального усилителя 23 является информационным входом 19 амплитудного детектора

15, Точка соединения инвертирующего входа дифференциального усилителя 23 с катодом диода 24, незаземленной обкладкой конденсатора 25 и входом электронного ключа 27 является информационным выходом 21 амплитудного детектора 15, к выходу которого присоединены анод диода и вход дифференцирующего элемента 26, К выходу электронного ключа 27 присоединен незаземленный вывод резистора 28. Выход 20

20 длительностью равной или большей перио25

50

5

15 дифференцирующего элемента 26 является синхронизирующим выходом амплитудного детектора 15, входом обнуления которого служит вход запуска одновибратора 29, к выходу которого присоединен вход управления электронного ключа 27.

Данное устройство обладает всеми функциональными возможностями прототипа, т.е. обеспечивает измерение глубины гзалегания трубопровода, локальной величины тока 1 и!г в двух областях на расстоянии d между ними и градиент тока и работает следующим образом, Переменные сигналы Ui-U<, наведенные в четырех индукционных катушках 1 — 4, до их объединения усиливаются усилителями напряжения 5 — 8 и пропускаются через полосовые фильтры 9 — 12. Общий сигнал с выхода мультиплексора 13 в виде "вырезок" ду сигналов Ui — U4, подвергается автоматическому усилению до значений порядка нескольких Вольт с помощью регулируемого усилителя 14, а затем подается на вход амплитудного детектора 15. В моменты достижения каждой "вырезкой" амплитудного значения Eim — E4m сигналов на выходе усилителя 14 на синхронизирующем выходе 20 появляется короткий положительный импульс, служащий импульсом запуска аналого-цифрового преобразователя 16. В моменты запуска последнего на его информационный вход 19 поочередно подаются постоянные напряжения, равные амплитудным значениям Š— Е4 сигналов — "вырезок", Преобразованные к цифровому виду значения Eim — E4m запоминаются в памяти микропроцессора 17. В моменты окончания преобразования значений Е -Е4> в цифровой код, на выходе сигнала конца преобразования каждый раз появляется короткий импульс, запускающий одновибратор 29.

На выходе одновибратора 20 формируется импульс длительностью ro — Т + peosp

4 (Т вЂ” период информа цион н ых сигналов, Т=10 мс, lnpeoep — время преобразования амплитудного значения сигнала в цифровой код, Ьреоьр составляет порядка сотен микросекунд). Каждым импульсом с выхода одновибратора 29 напряжение на информационном выходе амплитудного детектора 15 сбрасывается до величины 0 .

Более детально принцип работы амплитудного детектора 15 поясняется на фиг. 2, где эпюра 30 — это "вырезка" i-го сигнала;

-"-31 — форма сигнала на выходе дифференциального усилителя 23;

-"-32 — форма напряжения на конденсаторе 25 (Uo=n10 мВ, n=1 3);

1800422

-"- 33 — импульс на выходе дифференцирующего элемента 26;

-"-34 — импульс на выходе конца преобразования аналого-цифрового преобразователя 15;

-"- 35 — импульс на выходе одновибратора 29.

B компьютер заложена резидентная

PROM программа для выполнения вычислений, формирования сигналов для отображения информации на жидкокристаллическом дисплее 18, Микрокомпьютер применяется также для контроля аналоговой части прибора. Он управляет работой мультиплексора 13 и устанавливают в усилителе 14 коэффициент усиления общего аналогового сигнала для получения наибольшей возможной точности измерений. Другими словами компьютер 17 выполняет те же функции, что и в прототипе.

Замена в прототипе узла, состоящего из преобразователя переменного напряжения в постоянное, демультиплексора, четырех конденсаторов и мультиплексора амплитудным детектором упростила конструкцию устройства, Кроме того это позволило сократить время хранения постоянных напряжений, пропорциональных амплитудным значениям сигналов на приемных индукционных катушках с десятков мс до сотен мкс, за счет чего существенно снизилась составляющая погрешности измерения, обусловленная разрядом запоминающих конденсаторов через входные сопротивления подключенных к ним элементов. Следовательно, отличительные особенности заявляемого устройства обеспечивают достижение поставленной цели.

Формула изобретения

1. Устройство для обнаружения дефектов изоляции подземных трубопроводов, содержащее четыре индукционных катушки, четыре усилителя напряжения, четыре полосовых фильтра, мультиплексор, регулируемый усилитель, аналого-цифровой преобразователь, микрокомпьютер и дисплей, причем к каждой индукционной катушке

45 подключены последовательно соединенные усилитель и полосовой фильтр, выход каждого полосового фильтра подключен к соответствующему аналоговому входу мультиплексора, выход последнего подключен к входу регулируемого усилителя, информационные выходы и выход сигнала конца преобразования аналого-цифрового преобразователя подключены к входу микрокомпьютера, к выходам которого подключены входы управления мультиплексора, регулируемого усилителя и вход дисплея, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции, дополнительно содержит амплитудный детектор, информационный вход которого подключен к выходу регулируемого усилителя, к синхронизирующему и информационному выходам амплитудного детектора подключены соответственно вход запуска и информационный вход аналогоцифрового преобразователя, к выходу сигнала конца преобразования которого подключен вход обнуления амплитудного детектора.

2. Устройство по и. 1, отл и ча ю щеес я тем, что амплитудный детектор содержит дифференциальный усилитель напряжения, диод, конденсатор, дифференцирующий элемент, электронный ключ, разрядный резистор и одновибратор, при этом прямой вход дифференциального усилителя является информационным входом амплитудного детектора, точка соединения инвертирующего входа дифференциального усилителя с катодом диода, незаземленной обкладкой конденсатора и входом электронного ключа является информационным выходом амплитудного детектора, к выходу электронного ключа подсоединен незаземленный вывод разрядного резистора, к выходу дифференциального усилителя подсоединен анод диода и вход дифференцирующего элемента, выход которого является синхронизирующим выходом амплитудного детектора, вход одновибратора является входом обнуления амплитудного детектора.

1800422

35

45

Составитель Е,Адамова

Техред М.Моргентал Корректор Т. Ваш кович

Редактор Т.Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1164 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5